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1、第七章 机械 CAD/CAPP/CAM 系统的集成技术 第七章 机械CAD/CAPP/CAM系统的集成技术 4一、CAD/CAPP/CAM集成方式 4二、产品数据交换标准 4三、产品数据管理（PDM）Product Data Management 一、CAD/CAPP/CAM 集成方式 1000020000300001、通过专用数据格式的文件交换产品信息 系统5系统1系统4系统2系统3标准数据格式系统1前置处理后置处理系统3前置处理后置处理系统4前置处理后置处理系统2前置处理后置处理2、通过标准数据格式的文件交换产品信息 通过定义一个与各子系统无关的数据格式，各子系统的数据通过前置处理转换成标

2、准格式的文件，也可以通过后置处理，将标准格式文件转换为子系统所需的数据。和第一种方式比较，其改进之处在于无需了解其他子系统内部数据结构。 通过标准数据格式的文件交换产品信息3、通过统一的产品数据模型交换产品信息 通过采用统一的数据模型，并采用统一的数据管理软件来管理产品数据，各子系统之间直接进行信息交换。 统一的产品数据模型和数据管理系统系统1标准数据格式系统3系统2系统4通过统一的产品数据模型交换产品信息二、产品数据交换标准 41、STEP概述 42、STEP的结构 1、STEP 概述 STEP 是产品模型数据交换标准（Standard for the Exchange of Product

3、 Model Data） 的非正式缩写。它是一个描述怎样表达和交换数字化产品信息的 ISO 标准（ISO10303） 。 2、STEP 的结构 STEP 标准是由多个分部组成的。 它的所有分部可分为 6 类， 每一类包括若干分部,具体见下表。 三、产品数据管理（PDM）Product Data Management 41、企业信息化的问题 42、PDM解决方案 43、PDM的形成和发展 44、PDM的地位和作用 1、企业信息化的问题 制造业发达是一个国家经济强盛的标志。随着科学与技术的进步，电子、信息及自动化技术的广泛应用，使生产得到了巨大发展，市场竞争亦变得愈来愈激烈，竞争推动着整个社会飞速

4、前进，同时给企业造成了严酷的生存环境。 企业要力争在最短时间(T)内、消耗最少的资金(C)、生产出满足市场需求(Q)的产品。市场的需求在不断变化，对产品的结构、性能的需求越来越苛刻，从而使新产品的研制变得越来越复杂。然而，产品的频繁更新对企业本身来说也带来一些问题：需要在再设计(Redesign)、企业过程的调整等包括设备改造及制造上不断投资。其中开发费用基本上与时间成正比，即开发周期越长，投资越多。这种因素也促使企业采用各种手段缩短产品开发周期。 世界各国的企业都面临着严重挑战：如何缩短日趋复杂产品的开发周期以占有市场、并降低成本！如何去适应快速变化的市场需求，对企业进行重组，不断以高质量、

5、低成本、快速开发新产品等手段，在竞争中求生存和发展，已成为企业共同追求的目标。 为了达到上述目标，企业不断强化了在产品设计开发过程中采用计算机辅助技术的措施，由此又引发了新的问题。 如图所示（t 轴表产品开发周期长度，I 代表信息量）随着各种先进技术的运用，产品开发周期在缩短，但信息量却在成倍增加，这说明信息在企业中已占据愈来愈重要的位置。 企业逐渐实现计算机信息化，标志着企业的进步与发展，信息化最有效的应用在于支持企业目标的实现，信息由企业创建，成为一种新的企业资源，其利用程度（信息创建、流动的速度与重用的程度） ，有效的管理（存取，版本）就成为企业信息化的新的任务： 针对上述存在的问题，企

6、业在已有一定的计算机辅助工具的基础上，需要有一个统一的工具从宏观上将各种应用软件集成起来，并对其产生的大量数据统一管理与控制；要用先进的信息管理手段支持团队的异地协作，保证产品数据的安全、可控，并可以跟踪产品开发进度及适应数据的频繁修改等。 换句话说， 随着各自动化 “孤岛”变大变强，它们也就把它们自己置于更大的海洋之中了，相互之间沟通不够，将大大限制它们能力的发挥。将各自动化“孤岛”有效地连接在一起，这就是 PDM 的基本思想。 2、PDM 解决方案 由上面的两个图形的比较可以看出，没有产品数据管理系统时，数据流可能很复杂，一些关键的数据可能存储在好几个地方，这使得检索更加繁琐；特别是当某一

7、处从另一处获取数据后，该数据发生了改变，比较难以保证数据的一致性。而有产品数据管理系统则将使上述问题简化并可解决一系列相关问题，为 CIMS 和并行工程实施奠定良好基础。 3、PDM 的形成和发展 但到了近代特别是现代，由于科学进步的促进和社会需要，制造业飞速发展迎来了大工业化时代，产品信息的表达和管理也随之发生巨大变化如下图所示。 它横跨企业的产品设计开发全过程直至产品全生命周期，它纵向深入到产品结构的各个层面直至产品零件的各个侧面，它从信息共享等方面有力地支持并行工程，为产品开发团队(Teamwork）的每一个成员角色提供更加完备的服务；特别是在支持设计重用方面它能发挥明显的优势，产品数据

8、管理系统则是按照产品数据管理思想实现的软件。 产品数据管理的基本要求是对表示产品开发过程状态的记录文档管理，更高的要求是作为产品开发过程自动化的核心支持产品数据交换与共享。 产品数据管理的技术发展随着对产品开发过程技术的发展而日益发展，随着过程的集成、应用系统之间的可互操作、分布跨网，产品数据管理的技术大致可分为四个发展阶段。 第一个阶段是产品数据管理技术的初级阶段，从第二个阶段开始是产品数据管理技术的快速发展阶段，第三个发展阶段已显露端倪，第四个发展阶段是预测。体现各阶段发展技术的标志在图中列出四项，它们在一个阶段内相互支持，同时对下一阶段相应技术提供支持，这表明各种技术的发展是相互关联的，

9、由此可以导出一个PDM 基本模型与框架，其中“结构件”可模块化，为适合不同要求而进行组装。 4、PDM 的地位和作用 PDM 是 CAD/CAPP/CAM(3C)的集成平台。目前已有许多性能优良的独立 CAD、CAPP、CAM 系统，它们分别在各自的领域里发挥了重要作用。但是这些各自独立的系统之间不能相互进行信息的自动传递和交换。 因为只有当 CAD 的信息能在后续环节 （如 CAPP、CAM 中）一再被应用，才是最经济的，所以实现 CAD/CAPP/CAM的集成，才能实现设计生产的自动化。目前 PDM 系统是最好的 3C集成平台。它可以把与产品有关的信息统一管理起来，并将信息按不同的用途分门别类地进行有条不紊的管理。各 CAD/CAPP/CAM系统都可以从 PDM 中提取各自所需要的信息，再把结果放回到PDM 中，从而真正实现 3C 的集成。